SMD LED LTST-T180KEKT Veri Sayfası - AlInGaP Kırmızı - 120° Görüş Açısı - 30mA - 75mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için tam teknik özellikleri sağlar. Bu bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, yüksek hacimli üretim için idealdir. Minyatür form faktörü, çeşitli elektronik sektörlerdeki alan kısıtlı uygulamalara hitap eder.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları arasında RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluk, otomatik pick-and-place makineleri için endüstri standardı 8mm bantta ve 7 inç makaralarda paketlenmesi ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle tam uyumluluk yer alır. JEDEC Seviye 3 nem hassasiyeti standartlarına göre ön koşullandırılmıştır, montaj sırasında güvenilirliği garanti eder. Hedef uygulamaları geniştir; telekomünikasyon ekipmanlarında, ofis otomasyon cihazlarında, ev aletlerinde ve endüstriyel kontrol sistemlerinde durum göstergeleri, sinyal ve sembol aydınlatması ile ön panel arka aydınlatmasını kapsar.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez. Temel sınırlar arasında maksimum sürekli ileri akım (I_F) 30 mA, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) tepe ileri akım 80 mA, maksimum ters voltaj (V_R) 5V ve güç dağılımı (P_D) sınırı 75 mW bulunur. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +100°C olarak belirtilmiştir.

2.2 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için kritiktir. İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı (T_j) 115°C'dir. Eklemden ortam havasına tipik termal direnç (R_θJA) 140 °C/W'dir. Bu parametre, ısının yarıiletken ekleminden ne kadar etkili bir şekilde uzaklaştırıldığını gösterir; daha düşük bir değer daha iyidir. Özellikle daha yüksek akımlarda çalışırken eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için yeterli termal rahatlama ile uygun PCB düzeni şarttır.

2.3 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, standart test koşullarında (T_a=25°C, I_F=20mA) ölçülen tipik performans parametreleridir. Işık şiddeti (I_V) minimum 140 mcd'den maksimum 420 mcd'ye kadar değişir, belirli değerler bin sıralamasına göre belirlenir. Görüş açısı (2θ_1/2) 120 derecedir, bu, şiddetin eksen üzerindeki değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanır ve geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir. Baskın dalga boyu (λ_d) 615 nm ile 628 nm arasında değişir, algılanan kırmızı rengi karakterize eder. İleri voltaj (V_F) test akımında tipik olarak 1.7V ila 2.5V aralığındadır.

3. Bin Sıralama Sistemi Açıklaması

LED'lerin ışık çıktısı parti parti değişiklik gösterebilir. Tutarlı performansa sahip cihazları gruplara ayırmak için bir binleme sistemi kullanılır. Bu LED, bir şiddet (I_V) bin sıralama sistemi kullanır. Binler R2, S1, S2 ve T1 olarak etiketlenir ve 20 mA'de karşılık gelen minimum ve maksimum ışık şiddeti değerlerine sahiptir (örneğin, S1: 185-240 mcd, T1: 315-420 mcd). Her bir bin içinde +/-%11 tolerans uygulanır. Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için gerekli parlaklık tutarlılığına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, böyle bir cihaz için tipik eğriler, tasarım analizi için çok önemli olan aşağıdaki ilişkileri içerir:

• I-V Eğrisi (Akım vs. Voltaj):İleri akım ve ileri voltaj arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Diz voltajı tipik olarak belirtilen V_F aralığı civarındadır. Bu eğri, akım sınırlayıcı sürücü devresini tasarlamak için hayati öneme sahiptir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle çalışma aralığında, daha yüksek akımlarda doyuma ulaşmadan veya aşırı ısınmaya neden olmadan önce neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Ortam (veya eklem) sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl düştüğünü gösterir. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:Göreceli ışıma gücünün dalga boyuna karşı grafiği, yaklaşık 630 nm civarında bir tepe yayılım dalga boyu (λ_P) ve yaklaşık 15 nm'lik bir spektral yarı genişlik (Δλ) gösterir, dar bantlı kırmızı yayılımı doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED standart bir SMD paketinde gelir. Lens rengi su berraklığındadır, ışık kaynağı rengi ise bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarıiletken malzeme tarafından üretilen kırmızıdır. Detaylı paket boyutları veri sayfası çizimlerinde, uzunluk, genişlik, yükseklik ve pad aralığı dahil olmak üzere sağlanır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.2 mm'dir. Polarite fiziksel işaretleme veya pad tasarımı ile gösterilir (tipik olarak bir katot işareti).

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili

Cihaz kurşunsuz (Pb-free) lehimleme süreçleriyle uyumludur. Önerilen kızılötesi reflow profili J-STD-020B standartlarına uymalıdır. Temel parametreler arasında 150-200°C ön ısıtma sıcaklığı, 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi, 260°C'yi aşmayan tepe sıcaklığı ve lehim pastası spesifikasyonuna göre sıvı faz üzeri süresi (TAL) bulunur. Tepe sıcaklığının 5°C içindeki toplam süre maksimum 10 saniye ile sınırlandırılmalı ve reflow işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.2 Temizleme

Lehimlemeden sonra temizleme gerekirse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.3 Depolama ve Taşıma

LED'ler neme karşı hassastır. Orijinal nem geçirmez torbada kurutucu ile mühürlendiklerinde, ≤30°C ve ≤%70 RH'de depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Torba açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Ortam koşullarına 168 saatten fazla maruz kalan bileşenler, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat fırınlanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, 7 inç (178 mm) çapındaki makaralarda 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bandıdır. Her makarada 5000 adet bulunur. Kalan siparişler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Bant bir kapak bandı ile mühürlenir. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında, tekdüze parlaklığı sağlamak ve akım paylaşımını önlemek için her LED ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F, burada V_F istenen I_F akımındaki LED'in ileri voltajıdır. LED'leri bir akım sınırlaması olmadan doğrudan bir voltaj kaynağından sürmek önerilmez ve muhtemelen cihazı bozar.

8.2 Tasarım Hususları ve Uyarılar

Bu ürün genel amaçlı elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Arızanın güvenliği tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örneğin, havacılık, tıbbi, ulaşım) özel niteliklendirme ve danışmanlık gereklidir. PCB pad düzeni, uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için veri sayfasındaki önerilen tasarımı takip etmelidir. Özellikle kapalı alanlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında, 75 mW'lık ısı dağılımını yönetmek için PCB üzerindeki termal tasarıma dikkat edilmelidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

GaAsP (Galyum Arsenür Fosfür) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, bu cihazda kullanılan AlInGaP malzemesi önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, aynı akımda daha parlak çıktı ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlar. 120 derecelik görüş açısı, eksen dışı açılardan görüntüleme gerektiren panel göstergeleri için uygun, çok geniş ve eşit bir aydınlatma modeli sağlar, odaklanmış ışık için kullanılan dar açılı LED'lerin aksine. Standart IR reflow süreçleriyle uyumluluğu, manuel veya dalga lehimleme gerektiren LED'lerden farklılaştırarak, uygun maliyetli, yüksek hızlı otomatik montajı mümkün kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 5V besleme ile sürebilir miyim?

C: Hayır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, 20mA'de tipik V_F 2.0V ve 5V besleme ile, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Bir direnç zorunludur.

S: Kırmızı bir LED için "Su Berraklığında" lens ne anlama gelir?

C: Lens malzemesinin kendisi renksiz/şeffaftır. Kırmızı renk yalnızca içerideki AlInGaP yarıiletken çip tarafından yayılır. Berrak bir lens, genellikle renkli dağınık bir lense kıyasla daha geniş bir görüş açısı ve daha az renk bozulması sağlar.

S: Maksimum akım 30mA, ancak test koşulu 20mA. Hangisini kullanmalıyım?

C: 20mA koşulu, optik özellikleri belirlemek için standart test noktasıdır. LED'i mutlak maksimum 30mA DC'ye kadar herhangi bir akımda çalıştırabilirsiniz, ancak ışık şiddeti ve ileri voltaj buna göre ölçeklenecektir (performans eğrilerine bakınız). Daha düşük akımlarda çalıştırmak ömrü uzatır ve ısıyı azaltır.

S: Depolama nemi neden bu kadar önemli?

C: SMD paketleri havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme süreci sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketi çatlatabilen veya iç bağları ayırabilen bir iç basınç oluşturabilir - bu olaya "patlama" denir.

11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlamak.Birden fazla LED'e (Güç, LAN, WAN, Wi-Fi) ihtiyaç vardır. Bu LED modeli kullanılarak, tasarımcı şunları yapar: 1) LED'leri önerilen pad ayak izine göre ön panel PCB düzenine yerleştirir. 2) Her LED için, sistemin 3.3V mantık beslemesi ve 15mA hedef akımına (parlaklık ve güç dengesi için) dayalı bir seri direnç hesaplar. V_F= 2.0V varsayılırsa, R = (3.3V - 2.0V)/0.015A ≈ 87 Ω (82 Ω veya 100 Ω standart değer kullanılır). 3) PCB düzeninin LED padlerinin altında biraz termal bakır alan sağladığından emin olur. 4) Panel genelinde tekdüze parlaklığı garanti etmek için Malzeme Listesi'ndeki (BOM) tüm LED'ler için aynı şiddet bin kodunu (örneğin, S1) belirtir. 5) Montaj sırasında önerilen reflow profilini takip eder.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir Işık Yayan Diyot, bir yarıiletken p-n eklem diyotudur. İleri bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji açığa çıkar. Standart bir silikon diyotta, bu enerji öncelikle ısı olarak salınır. Bir LED'de ise, yarıiletken malzeme (bu durumda AlInGaP) doğrudan bant aralığına sahiptir, yani enerji foton (ışık) formunda salınır. Işığın belirli dalga boyu (rengi), yarıiletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Daha geniş bir bant aralığı, daha kısa dalga boyunda (daha mavi) ışık üretir.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

SMD gösterge LED'lerindeki genel eğilim, daha yüksek verimliliğe (elektriksel girişin watt başına daha fazla ışık çıktısı) doğrudur, bu da güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Bu, aynı akımda daha parlak göstergelere veya daha düşük akımlarda aynı parlaklığa izin vererek cihaz pil ömrünü uzatır. Paket boyutları küçülmeye devam ederek, daha yoğun gösterge dizilerini ve giderek daha küçük tüketici elektroniğine entegrasyonu mümkün kılar. Ayrıca, gelişmiş binleme teknikleri ve daha stabil yarıiletken malzemelerle sıcaklık ve ömür boyunca renk tutarlılığını ve stabilitesini iyileştirmeye odaklanılmaktadır. Küresel çevre düzenlemelerine uyum sağlamak için kurşunsuz ve halojensiz malzemelerin daha geniş kabulünü teşvik etmek, sektörün temel itici güçlerinden biri olmaya devam etmektedir.